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符合性评估:成功推出C-V2X之安全路径
 

【作者: Holger Rosier】2019年11月20日 星期三

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在过去几十年中,安全带、安全气囊和车体缓冲区域(vehicle crumple zones)之引入为在道路上挽救生命做出了巨大贡献。当下,先进驾驶辅助系统(ADAS)和未来自动驾驶解决方案会在某种程度上进一步减少高速公路上的交通事故数量,但在无法获得所有道路使用者普遍资料之前,其影响依然有限。


即便是最专注的驾驶员也无法对直接在前面突然发生或在弯道後面被遮挡的事件做出及时回应。但是,整体来说,我们在路上的同伴、驾驶员、自行车手和行人可以彼此分享这些讯息,从而能够及时做出相应的动作,这是车联网(V2X)通讯为未来道路使用者提供的愿景。如同所有技术一样,V2X需要标准化以确保每个人都以相同方式进行实施。但是,谁能够确保这些都达到标准?是否曾有一些历史相似之处可以为我们提供适当借鉴?



图一 :  C-V2X技术能够使所有道路使用方(从行人到机动车)透过交通基础设施共用有关车辆和高速公路状况的资讯。
图一 : C-V2X技术能够使所有道路使用方(从行人到机动车)透过交通基础设施共用有关车辆和高速公路状况的资讯。

标准能够使自动驾驶和协作驾驶成为现实,并可确保不同汽车制造商及其供应商开发的系统可交互运作,这些都极其关键。在范围广泛的文档中定义了用於V2X通讯的规格,其中涵盖从无线电接入技术到设施和应用层面等所有内容。


在世界范围内,已经开发了各种智慧运输系统(ITS)标准,这些包括IEEE 1609系列标准中定义的美国车内无线浏览(WAVE)和欧洲的ETSI ITS-G5,两者都基於WLAN标准的扩展IEEE 802.11p。第三世代合作夥伴计画(3GPP)同时也在展开全球通讯层面标准工作,该标准能够使ITS利用现有蜂巢网路的商业行动网路技术,透过此技术进行的装置到装置(D2D)通讯不需要任何行动网路基础设施。


最初於2015年发布的标准版本12(Release 12)已经进一步完善,以支援采用蜂巢网路车联网(C-V2X)通讯之需求,并在2017年推出3GPP第14版(3GPP Release 14),称为LTE V2X。实际上,目前在中国大陆实施的车载互联网(IoV)采用了包括中国汽车工程学会(SAE-C)和C-V2X在内等多家机构制定的标准。



图二 : C-V2X通讯技术
图二 : C-V2X通讯技术

从整体上看,C-V2X是一项出色技术,能够使所有道路使用方(从行人到机动车)透过交通基础设施共用有关车辆和高速公路状况的资讯,同时提供对Internet和云服务浏览。由於C-V2X是基於当下已经使用的无处不在4G LTE蜂巢技术而构建,而且3GPP标准已经含括了未来5G网路更高频宽和更小延迟的路线图,所以已经内建了面向未来的相容性。此外,无线通讯必需的晶片组和用於验证可交互运作性的测试装置都已经广泛使用。


在此,需要对C-V2X进行重要区分。在可预见将来,很多通讯将基於4G LTE。5G技术已经近在咫尺,随着网路基础设施搭建,某些蜂巢式车辆到网路(C-V2N)通讯可能会过渡到5G。但是,所有其他V2X功能(例如,车辆到行人(V2P)、车辆到车辆(V2V)和车辆到基础设施(V2I)等)在可预见未来都将继续针对现有4G LTE标准进行测试和批准。


还需强调的是,在创建C-V2X过程中开发此类标准需要大量协作,一些工作得到了政府资助支援,用於研究如何最好地应对ITS解决方案挑战。诸如3GPP之类的组织也源於协作,以确保蜂巢手机可以在全球范围内运作。而在当下,为保证C-V2X所仰仗的汽车行业和无线电技术能够满足每个人的需求,已经成立了一个新组织。


5G汽车协会(5GAA)是一个主要包括汽车业者和电信行业的跨行业机构,自成立以来,它已建立由关键行业代表构成的全球性机构,这些代表和机构能够确保下一步汽车解决方案与电信技术整合可以顺利进行。这些工作小组研究了广泛问题,包括从诸如商业模型和上市策略,再到技术要求和系统架构之类的高阶主题。他们还进行评估并促成大规模试验,以确保技术概念有机会在高速公路的严酷现实中得到测试,这些导致产生了一系列全面的白皮书和研究报告,能够提供对C-V2X底层技术的深层次了解。


测试是任何产品发布前的基本要素,并伴随产品从研发实验室一直到生产後的最终测试。显然,测试的一项内容是确保装置在标准定义的允许范围内运作。对於电信装置,这包括RF层面以及该装置对其相关的各种协定支援。


行动和无线通讯领域供应商罗德史瓦兹(Rohde&Schwarz)籍由其测试解决方案,在这一领域完全有能力提供各种支援。多年以来,软体及其轻松、快速地配置硬体测试装置的能力,可以测试范围广泛终端装置,已成为关键的差异化因素。


毫无疑问,单个C-V2X解决方案与测试装置所定义叁考系统的交互作用是必须进行的基准测试,但是,仍然存在可交互运作性问题。由3GPP开发的无线电信标准在全球范围内的成功可以部分归因於所发生的统一测试过程。



图三 :  单个C-V2X解决方案与测试装置所定义叁考系统的交互作用是必须进行的基准测试,但是,仍然存在可交互运作性问题。
图三 : 单个C-V2X解决方案与测试装置所定义叁考系统的交互作用是必须进行的基准测试,但是,仍然存在可交互运作性问题。

多年来,全球认证论坛(GCF)已成为是否符合标准的事实仲裁者。第一阶段需要独立测试手机和调变解调器是否符合相关射频和协定标准。第二阶段涉及手机评估,作为运营商运接受测试的一部分,这包括进行性能基准测试和证明各种网路功能是否均按预期运作。随着汽车基本实现连网,并有??与其他跨越国家和国际边界的行动节点无缝连接,必须肯定要考量针对C-V2X元件和电子控制单元(ECU)的这些测试项目。



图四 : 随着汽车基本实现连网,并有??与其他跨越国家和国际边界的行动节点无缝连接,必须肯定要考量针对C-V2X元件和ECU的这些测试项目。
图四 : 随着汽车基本实现连网,并有??与其他跨越国家和国际边界的行动节点无缝连接,必须肯定要考量针对C-V2X元件和ECU的这些测试项目。

5GAA正在就C-V2X符合性评估努力促进这样的统一测试程式。对於电信行业,可以分为针对特定通讯协定层的一致性测试和用於终端装置的可交互运作性测试,这种方法包括统一的测试程式、一组最低要求以及选择合适的测试合作夥伴。无线电接入层必然需要符合全球3GPP标准,而与上层应用相关的层面将根据区域标准进行测试,最有可能分为欧盟、美国和中国大陆。


C-V2X能够显着提高行人和运输解决方案之安全性。罗德史瓦兹广泛叁与对於技术发展极其重要的标准组织、董事会、小组和谘询委员会,这体现了我们为实现道路安全和高速公路零事故未来愿景之努力。随着ITS和C-V2X从概念变为现实,我们将继续利用我们独特的见解、知识和经验,将汽车和电信行业两个世界整合在一起,使所有道路使用者都能够从中受益。


(本文作者Holger Rosier为罗德史瓦兹公司技术经理)


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